CN1271997A - 噪声抑制滤波器 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋形LC组件,通过将所需的若干矩形电介质片拼接在具有矩形截面的两个螺旋形线圈之间而形成。通过层叠和连接所需的若干螺旋形LC组件形成噪声抑制滤波器电路。所需的若干噪声抑制滤波器电路由绝缘片分层,并由磁体包围,从而在多层体的磁心和外周形成磁路。由此构成用作电抗器和电容器的一种滤波器电路。

Description

噪声抑制滤波器
本发明涉及用于电能变换器，诸如逆变器的噪声滤波器，它能够滤除由电能变换器的半导体开关器件的开关动作所产生的开关噪声。
电能变换器诸如逆变器的半导体开关器件的开关动作，是按照载波频率为几千赫兹或约20千赫以下的脉宽调制(PWM)驱动信号产生的。伴随着这种开关动作，电能变换器将产生频率分量为数十千赫或数十千赫以上的开关噪声。
近年来，电能变换器一直受到各种法律的约束，以减少开关噪声频率分量中100千赫或100千赫以上的频率分量对外部设备的有害影响。因此，电能变换器配备了噪声抑制滤波器。
常规的用于电能变换器的噪声抑制滤波器是通过将一个电抗器与一个电容器连接，例如，连接成反向L形状而构成的。其中，电抗器由电线缠绕在铁氧体、非晶合金、晶体合金或类似材料制成的芯体上形成，电容器由例如反向L形状的薄膜、片或类似材料制成。该噪声抑制滤波器可以滤除由半导体开关器件的开关动作产生的开关噪声。
用作常规噪声抑制滤波器的电抗器通常为叉状(troidal)的，电容器则为平面、圆筒形或类似的形状，以便由接脚***。当安装到电能变换器内的印刷电路板上时，它们需要比其体积更大的安装空间。再者，如果滤波器安装时需要分别布线，则需要连接大量的部件，固定每个部件就复杂化了。
因此，本发明的目的在于提供一种廉价的、小型和薄型的适用于电能变换器的噪声抑制滤波器。
本发明的第一个实施例为一种噪声抑制滤波器，它包括：
螺旋形LC组件，其中，将所需的若干矩形电介质片拼接在一起以置于两个螺旋形线圈之间，该螺旋形线圈具有矩形截面；
噪声抑制滤波器电路，其中，通过绝缘片层叠所需的若干层螺旋形LC组件，所述螺旋形LC组件的一个螺旋形线圈连接到其内端，形成载送所需电流的主电路，所述螺旋形LC组件的另一螺旋形线圈连接到其内端，形成接地电路，用以载送由高频噪声产生的电流；
层叠的噪声抑制滤波器电路，其中，通过绝缘片层叠所需的若干噪声抑制滤波器电路；以及
滤波电路，采用形成磁路的方式，由磁体包围所述层叠的噪声抑制滤波器电路的中央和外周部分而形成，所述滤波电路用作电抗器和电容器。
本发明的第二个实施例为第一个实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，所述螺旋形线圈通过将金属板压制和冲压成预定厚度而形成。
本发明的第三个实施例为第一个实施例所述的噪声抑制滤波器，其中：所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，除了厚度以外，所述接地电路的螺旋形线圈具有与所述主电路的螺旋形线圈相同的形状，并通过压制和冲压一薄金属板而制成，该薄金属板具有载送所需电流的截面。
本发明的第四个实施例为第一个实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，所述接地电路的螺旋形线圈由一印刷电路板制成，该印刷电路板通过以与所述主电路的螺旋形线圈相同的平面图形蚀刻一铜箔而制成。
本发明的第五个实施例为第一个实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，所述主电路的螺旋形线圈通过将具有与所述主电路的螺旋形线圈相同的平面图形的导电糊材料涂覆在绝缘片上而制成，所述接地电路用作谐振控制电阻。
本发明的第六个实施例为第一个至第五个任一实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过导电黏合材料拼接在一起。
本发明的第七个实施例为第一个至第五个任一实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过焊接材料拼接在一起。
本发明的第八个实施例为第一个至第五个任一实施例所述的噪声抑制滤波器，其中，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过树脂材料拼接在一起。
本发明的第九个实施例为一种噪声抑制滤波器单元，其中，在一个塑料壳体内包含了如第一至第八任一实施例所述的噪声抑制滤波器，该塑料壳体由树脂材料密封。
本发明的第十个实施例为第九个实施例所述的噪声抑制滤波器单元，其中，所述树脂材料由按预定百分比的无机填料填充的高聚合树脂材料制成。
本发明的第十一个实施例为一种噪声抑制滤波器单元，其中，在一个塑料壳体内包含了如第一至第八任一实施例所述的噪声抑制滤波器；用硅凝胶体密封所述塑料壳体内的其余区域；并用按预定百分比的无机填料填充的高聚合树脂材料密封位于侧面设置输入/输出端的区域。
本发明的第十二个实施例为第九个实施例所述的噪声抑制滤波器单元，其中，所述树脂材料由硅凝胶体组成，一个盖体置于设置输入/输出端的区域内，以固定该端口。
本发明的第十三个实施例为一种电能变换器，其中，如第一至第八任一实施例所述的噪声抑制滤波器或如第九至第十二任一实施例所述的噪声抑制滤波器单元连接到具有开关器件的所述电能变换器的输入级和/或输出级，由此形成共模扼流圈，以滤除因所述开关器件的开关动作而产生的开关噪声。
本发明的第十四个实施例为一种电能变换器，其中，如第一至第八任一实施例所述的噪声抑制滤波器或如第九至第十二任一实施例所述的噪声抑制滤波器单元连接到具有开关器件的所述电能变换器内的电路，由此形成共模扼流圈，以滤除因所述开关器件的开关动作而产生的开关噪声。
本发明的性质及其其他的目的和优点将在以下结合附图作进一步的描述，其中，附图中相同的参照号表示相同或类似的部件。
图1是表示根据本发明第一个实施例的制造噪声抑制滤波器采用的第一种螺旋形LC组件的一种方法的示意图；
图2是表示根据本发明第一个实施例的制造噪声抑制滤波器采用的第二种螺旋形LC组件的一种方法的示意图；
图3是表示根据本发明第一个实施例的制造噪声抑制滤波器采用的噪声抑制滤波电路的一种方法的示意图；
图4是表示根据本发明第一个实施例的制造噪声抑制滤波器采用的噪声抑制滤波电路的多层体的一种方法的示意图；
图5是表示根据本发明第一个实施例的制造噪声抑制滤波器的成品的一种方法的示意图；
图6是表示作为根据本发明的噪声抑制滤波器的一个等效电路的LC分布恒定电路以及用于LC分布恒定电路的一个共模电抗器的电路图；
图7是表示根据本发明第二个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，片状电感器置于两个主电路螺旋形线圈之间；
图8是表示根据本发明第三个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，片状电感器置于主电路螺旋形线圈与薄的接地螺旋形线圈之间；
图9是表示根据本发明第四个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，片状电感器置于主电路螺旋形线圈与印刷电路板线圈之间；
图10是表示根据本发明第五个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，将由导电糊形成于绝缘层上的线圈用作接地线圈；
图11是表示根据本发明第六个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，通过导电黏合材料将涂覆电极的片状电感器拼接到主电路线圈和接地线圈；
图12是表示根据本发明第七个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，通过焊接材料将涂覆电极的片状电感器拼接到主电路线圈和接地线圈；
图13是表示根据本发明第八个实施例的一个螺旋形LC组件的截面图，其中，通过高分子树脂材料将涂覆电极的片状电感器拼接到主电路线圈和接地线圈；
图14是表示根据本发明第九个实施例的一个噪声抑制滤波器单元的透视图，该滤波器单元容纳于一个树脂材料封装的塑料壳体内；
图15是表示根据本发明第十个实施例的一个噪声抑制滤波器单元结构的截面图，该滤波器单元容纳于一个树脂材料包括无机滤波器封装的塑料壳体内；
图16是表示根据本发明第十一个实施例的一个噪声抑制滤波器单元的截面图，该滤波器单元容纳于一个硅凝胶封装的塑料壳体内；
图17是表示根据本发明第十二个实施例的一个噪声抑制滤波器单元的截面图，该滤波器单元容纳于一个配备盖体以固定该噪声抑制滤波器的塑料壳体内；
图18是根据本发明第十三个实施例的一个电路图，其中，噪声抑制滤波器设置在电能变换器的输入级；
图19是根据本发明第十四个实施例的一个电路图，其中，噪声抑制滤波器设置在电能变换器的输出级；
图20是根据本发明第十五个实施例的一个电路图，其中，噪声抑制滤波器设置在电能变换器的内部。
以下将参照附图，通过实例对本发明作进一步的详细描述。图1至图5表示根据本发明的第一个实施例的一个制造噪声抑制滤波器的方法。参照图1至图5，作为一个例子描述采用两个噪声抑制滤波器电路的单相噪声滤波器。
图1是表示形成第一个螺旋形LC组件的步骤。图1中，参照号1a和2a表示用作电感器的螺旋形线圈。
螺旋形线圈1a是一个主电路(例如，电能变换器的一个电路)元件，因此，它需要具备在主电路内传导电流所需的电流容量。例如，螺旋形线圈1a可以通过压制和切割铜板而制成。在此情况下，为了达到约1A-100A电流容量所需的截面为0.1mm2至10mm2之间，更佳的为0.2mm2至20mm2之间。螺旋形线圈1a的厚度可以为0.2mm至5.0mm之间。
向外突出预定长度的区域1a形成于螺旋形线圈1a的最外端，因此，该螺旋形线圈1a可以通过接脚***和安装到印刷布线板，由此连接到外部电路。螺旋形线圈1a的最里端为区域1an，它用以连接到另一个主电路的螺旋形线圈。
螺旋形线圈2a是接地电路的一个元件。螺旋形线圈2a可以采用与螺旋形线圈1a相同的形状并由相同的材料制成。较佳地，螺旋形线圈2a具有与螺旋形线圈1a相同的平面图形。螺旋形线圈2a的截面可以与螺旋形线圈1a的相同，或者可以不同。螺旋形线圈2a的最里端为区域2an，它用以连接到另一接地电路的螺旋形线圈。
参照号3表示一个电介质片。该电介质片3连接到螺旋形线圈1a和2a，以组成一个电容器。电介质片3较佳地由具有较大介电常数的材料，例如BaIiO3，SrTiO3和锆钛酸铅(PZT)之类的铁电陶瓷制成。电介质片3的厚度为50μm至2mm之间，较佳地为100μm至1mm之间。较佳地，电介质片3的厚度为0.4mm至1mm之间。电介质片3的宽度与螺旋形线圈1a的相同或略小。电介质片3的长度与螺旋形线圈1a的一侧相同或略小。
所需数量的电介质片3按规则的间隔置于螺旋形线圈1a与2a之间，并且拼接在一起。这样就构成了用作一层电感器和电容器的第一螺旋形LC组件50。
图2是表示制作第二个螺旋形组件60的步骤，该组件60具有与螺旋形LC组件50相同的功能。第二螺旋形LC组件60通过层叠多层螺旋形LC组件增加电感量L和电容量C。
第二个螺旋形组件60的部件1b，2b和3可以用与螺旋形LC组件50的相应部件1a，2a和3相同的材料制成，并具有相同的形状。与第一个螺旋形LC组件的情况相同，螺旋形线圈1b为主电路部件，螺旋形线圈2b为接地电路部件。
螺旋形线圈1b具有区域1bc用以连接到外部电路。区域1bc形成于螺旋形线圈1b的最外端。用以连接到另一主电路的螺旋形线圈的区域1bn形成于螺旋形线圈1b的最内端。
区域2bc向外突出预定的长度，它形成于螺旋形线圈2b的一端，这样，螺旋形线圈1a就可以通过接脚***并安装到印刷布线板，由此连接到外电路。螺旋形线圈2b的最内端为区域2bn，它用以连接到另一个主电路的螺旋形线圈。
如同螺旋形LC组件50的情况一样，将预定数量的电介质片3置于用于主电路的螺旋形线圈1b与用于接地电路的螺旋形线圈2b之间，由此形成螺旋形LC组件60，用作电感器和电容器。
图3是表示将螺旋形LC组件50与螺旋形组件60拼接在一起，形成一个噪声抑制滤波器电路70的步骤3的示意图。
螺旋形LC组件50和螺旋形LC组件60通过绝缘层4层叠，它们在位于两个组件内部的端部处拼接在一起。螺旋形LC组件50的主控制电路内端1an和螺旋形LC组件60的主电路内端1bn通过用金属片或类似材料焊接而拼接在一起，以完成一个步骤。也可以通过电点焊或压焊将它们拼接在一起。
通过用电线将螺旋形LC组件50的接地电路内端2an与螺旋形LC组件60的接地电路内端2bn连接在一起而连接接地电路，而不与主电路接触。
这样就形成了具有线圈和电容器的噪声抑制滤波器电路70，线圈具有为达到电感量L所需的绕组，电容器具有所需的电容量C。
图4是一个示意图，它表示通过绝缘层4层叠噪声抑制滤波器电路71和72，以形成噪声抑制滤波器层叠电路，以及将噪声抑制滤波器电路层叠在磁体驱动芯体之间的步骤4。噪声抑制滤波器电路71和72等同于步骤1-3所形成的两个噪声抑制滤波器电路70。层叠的噪声抑制滤波器(71，4和72)置于磁体分离芯体5a与5b之间，由此增加噪声抑制滤波器电路71和72内的螺旋形线圈的电感量。
磁体分离磁心5a和5b的形状象字母E，它们在层叠的噪声抑制滤波器电路的中央部分以及电感器一电容器的外周拼接在一起。这样，磁体分离磁心5a和5b就在层叠的噪声抑制滤波器电路的外周形成一磁路。磁体分离磁心5a和5b由常规的磁性材料制成，较佳地由铁制成。
两个噪声抑制滤波器70(即71和72)通过绝缘层4层叠，并置于磁体分离磁心5a、5b之间，由此形成一个由共模电抗器和接地电容器组成的滤波器，用于单相线路滤波器。上部噪声抑制滤波器电路为U相，下部噪声抑制滤波器电路为V相。因此，主电路连接部分(相当于图3中噪声抑制滤波器电路70中的1ac和2ac)用作U相的输入/输出端U1和U2，接地电路连接部分(相当于图3中噪声抑制滤波器70中的2bc)用作接地端P。同样，图5中示出下部噪声抑制滤波器电路的输入/输出端V1，V2和接地端P。
尽管图中未图示，也可以通过绝缘层将3个噪声抑制滤波器电路70层叠在一起，并置于磁体分离磁心之间，由此可以形成由共模电抗器和接地电容器组成的3相线路滤波器。在此情况下，3个噪声抑制滤波器电路分别为U相、V相和W相。
图5是一个示意图，表示用以固定磁体分离磁心5a、5b，由此构成单相噪声抑制滤波器6的步骤5。噪声抑制滤波器6用作电抗器和电容器。磁体分离磁心5a和5b用本发明领域众所周知的一种技术，例如焊接固定。
以下参照图6描述根据本发明的噪声抑制滤波器的电气特性。图6是根据图5所示本发明的单相噪声抑制滤波器6的等效电路图。图6中，每个噪声抑制滤波器电路的主电路螺旋形线圈具有预定的长度，这样，微电感将连续分布于U相和V相的输入/输出端之间，换句话说，在U1与U2以及V1与V2之间。同样，微电感也连续分布于接地螺旋形线圈连接到端P的情况。电介质片3在空间上分布于螺旋形LC组件50和60的主电路螺旋形线圈与接地螺旋形线圈之间(见图1和2)。因此，主电路U1-U2和V1-V2通过预定的电容量以规则的间距连接到其接地电路。这样就构成了具有低通滤波器功能的分布常数电路。在此情况下，低通滤波器具有滤除开关噪声所需的截止频率(例如10千赫或10千赫以上)，该开关噪声是由电能变换设备，诸如逆变器的半导体开关器件的开关动作所产生的。本发明的噪声抑制滤波器电路通过改变电介质片的材料和/或形状，改变电容量或电感量，由此达到各种截止频率。较佳地，本发明的噪声抑制滤波器具有10至150千赫的截止频率。最好，本发明的噪声抑制滤波器具有10至50千赫的截止频率。
接下来参照图7描述本发明的第二个实施例。
图7是表示一种状态的截面图，其中，电介质片3置于两个主电路螺旋形线圈1a之间。图7中，接地电路螺旋形线圈2a相等于主电路螺旋形线圈1a。该主电路螺旋形线圈具有预定的电流容量，通过改变构成线圈的金属板诸如铜板的厚度以改变线圈的截面，可以使电流容量变化。
螺旋形线圈可以通过冲压金属板诸如铜板形成。在此情况下，将厚度为0.2mm-1.0mm的铜板用作金属板。如果需要大容量电流以及当采用单个螺旋形线圈电流密度太高时，或者，如果需要大的电感量和/或电容量时，可以采用多个螺旋形线圈。在此情况下，可以层叠若干具有相同形状的螺旋形线圈且并联连接，以减低电流密度或达到所需的电感量和/或电容量。如果将与主电路螺旋形线圈相同的螺旋形线圈用作接地电路，则无需另外制造接地电路螺旋形线圈。
现在参照图8，说明本发明的第三个实施例。
图8是一个噪声抑制滤波器电路的截面图，其中，电介质片3置于主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间，线圈2a的截面与主电路螺旋形线圈1a的截面不相同。接地电路螺旋形线圈2a仅需传导流经电介质片3的具有噪声分量的电流。这样，其截面可以比主电路线圈图形的小。再者，如果主电路螺旋形线圈1a和接地电路螺旋形线圈2a较厚，因热应力而导致的张力将沿着该厚度施加到电介质片3的中心部分。该张力可以撕碎电介质片3。如果考虑到由电介质片3组成的电容器的容量，除了厚度以外，接地电路螺旋形线圈2a较佳地具有与主电路螺旋形线圈1a相同的形状。
接下来参照图9说明本发明的第四个实施例。
图9是一个总体截面图，它表示用印刷电路板作为接地电路螺旋形线圈的一个螺旋形LC组件51。通过按与主电路线圈相同的方式螺旋形蚀刻覆铜层叠板的铜箔，构成接地电路印刷电路板7的接地电路线圈7a。可以将厚度为18微米、35微米、70微米等的普通铜箔用于接地电路线圈7a。电介质片3设置在接地电路线圈7a的顶部，主电路螺旋形线圈1a层叠在电介质片3上，由此形成螺旋形线圈LC组件51。
印刷电路板用作接地电路螺旋形线圈使之更容易保持整个线圈的形状。由于印刷电路板比铜板具有更小的刚性，因热应力而形成的张力不会再施加到电介质片3的中心部分。再者，印刷电路板由诸如环氧玻璃之类的绝缘体制成，因此，在层叠多个螺旋形LC组件51的情况下，可以在螺旋形LC组件51之间保持绝缘而无需采用任何绝缘层。
接下来参照图10说明本发明的第五个实施例。
图10是表示一个螺旋形LC组件的截面图，其接地电路线圈由电介质板上的导电糊制成。电感糊螺旋形地涂覆在环氧玻璃板之类的绝缘层8上，由此形成接地电路导电糊线圈9。电介质片3设置在接地电路导电糊线圈9的顶部上，主电路螺旋形线圈1a层叠在电介质片3上，由此形成螺旋形LC组件。
导电糊通过揉和银粉、铜粉和黏合剂形成。导电糊比铜箔和类似材料具有更大的电阻，由此形成的图形产生约1欧姆至100欧姆的电阻。当噪声电流经由电介质片3从主电路螺旋形线圈1a载送到接地电路线圈时，因某些情况下的电感和电容产生了噪声电压而发生谐振现象。为了解决这一问题，将一个电阻器设置在接地电路线圈与接地导线之间，以防止该谐振现象。然而，根据本实施例，接地线圈由导电糊制成，并具有一定程度的电阻，这样就无需提供电阻器防止谐振现象。
接下来参照图11说明本发明的第六个实施例。
图11是表示一种状态的截面图，其中，电介质片3涂覆导电糊，电极预先形成于上、下侧上，主电路螺旋形线圈1a和接地电路螺旋形线圈2a通过导电黏合剂材料11拼接在一起。电极形成于电介质片3的螺旋形线圈1a与2a之间的拼接面上。电极是含有金属或导电糊的薄层。如果采用导电糊，主要可以包含Ag，且通过丝网印刷涂覆和硬化导电糊而形成。如果采用金属，可以利用铜和类似金属的喷溅方法、真空蒸发方法或镀覆方法形成电极。当导电黏合剂材料11涂覆在电极10上后，将电极10轻轻地压在主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间。然后，对电极进行加热、硬化和粘结。由此在主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间形成电容器。
接下来参照图12说明本发明的第七个实施例。图12是表示一种状态的截面图，其中，电极10预先形成于电介质片3的上、下侧上，主电路螺旋形线圈1a和接地电路螺旋形线圈2a通过焊接拼接在一起。电极10可以由上述材料制成。因而，电容器形成于主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间。采用焊接减少了拼接所需的时间。
接下来参照图13说明本发明的第八个实施例。
图13是表示一种状态的截面图，其中，电极10预先形成于电介质片3的上、下侧上，主电路螺旋形线圈1a和接地电路螺旋形线圈2a通过树脂材料13拼接在一起。电极10可以由上述材料制成。将液态环氧树脂和类似材料用作树脂材料13。当树脂材料13涂覆在电极10上后，将电极10紧密地压在主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间。尽管环氧树脂之类的树脂材料是绝缘的，但由于电极10和螺旋形线圈的细微粗糙表面，树脂材料、电极10和螺旋形线圈仍相互接触。即使它们不接触，在树脂材料13具有1微米至2微米的情况下，树脂材料13仍作为电容器的电介质，在电极10、主电路螺旋形线圈1a与接地电路螺旋形线圈2a之间形成电容器。可以用上述方法之一，在电介质片3与螺旋形线圈之间形成所需的电容量。由银或类似材料制成的导电黏合材料是昂贵的，但环氧树脂便宜。这样，本实施例就降低了成本。
以下参照图14说明本发明的第九个实施例。
图14是表示一个噪声抑制滤波器单元的示意图，其中，在一个塑料壳体14内含有本发明的单相噪声抑制滤波器6。塑料壳体14要求是绝缘、刚性、抗污染的。塑料壳体14可以由PBT(聚丁烯对苯二酸酯)、PPS(聚苯硫)或类似物质制成。如果将单相噪声抑制滤波器6容纳于塑料壳体内，则可以防止灰尘的污染并与外部电路绝缘。
接下来参照图15说明本发明的第十个实施例。
图15是表示一个噪声抑制滤波器单元的截面图，其中，将本发明的单相噪声抑制滤波器6容纳于一个塑料壳体14内，并用高聚合树脂材料15密封。
可以用上述材料制成塑料壳体14。高聚合树脂材料15由环氧树脂、聚氨酯树脂、硅树脂组成，将石英粉和氧化铝粉之类的无机填料加入其中。用高聚合树脂材料15密封塑料壳体14，改善绝缘性能，并保护单相噪声抑制滤波器6免遭灰尘之类的污染，由此防止绝缘性能的退化。
高聚合绝缘材料应具备合适的热膨胀系数、较高的电气绝缘性能、高传热性能、高机械强度等等。高聚合树脂材料15的热膨胀系数必须与磁体分离磁心5a、5b的几乎相等，以防止热应力而引起的变形。为了有效散除因传导而产生的热，热转换系数必须较大。通过将填料包含在高聚合树脂材料15内，可以达到大的热转换系数。
该实施例中，由具有高机械强度的高聚合树脂材料15固定引线端U1，U2，V1，V2，P。由此，即使有外力加到引线端U1，U2，V1，V2，P，也可以防止外力施加到内部噪声抑制滤波器6的部件(例如螺旋形线圈)。
接下来参照图16说明本发明的第十一个实施例。
图16是表示一个噪声抑制滤波器单元的截面图，其中，将噪声抑制滤波器6容纳于塑料壳体14内，此壳体用硅凝胶体16密封到靠近开口处，硅凝胶体16的顶部由高聚合树脂材料15密封。塑料壳体14和高聚合树脂材料15由上述材料组成。
用以密封塑料壳体14的内部和表面的材料是彼此分别选择的，这样就改善了绝缘性能，并防止灰尘从开口处污染内部，由此防止绝缘性能的退化。
采用具有较小弹性的硅凝胶体16可以达到一定的机械可靠性，而不会产生热应力而引起的变形。用高聚合树脂材料15固定噪声抑制滤波器6的引线端U1，U2，V1，V2，P。因此，即使有外力加到引线端U1，U2，V1，V2，P，也可以防止外力施加到内部噪声抑制滤波器6的部件(诸如螺旋形线圈)。
接下来参照图17说明本发明的第十二个实施例。
图17是表示一个噪声抑制滤波器单元的截面图，其中，噪声抑制滤波器容纳于塑料壳体14内，它由硅凝胶体密封到由端部固定盖体17覆盖的开口附近。噪声抑制滤波器6的引线端U1，U2，V1，V2，P由黏合材料18固定。塑料壳体14和硅凝胶体16由上述材料制成。
即使外力加到引线端U1，U2，V1，V2，P，由热固盖体17和黏合材料18固定噪声抑制滤波器6的引线端U1，U2，V1，V2，P就可以防止外力施加到噪声抑制滤波器6。再者，可以防止灰尘从开口处污染内部。
端部固定盖体17可以由容易模压的PBT和PPS之类的高聚合树脂材料制成。
黏合材料18可以是通常适用于本发明领域的一种绝缘黏合材料。例如，黏合材料18可以从环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂或硅橡胶选出。
接下来参照图18至20，说明本发明的第十三个实施例。
图18是表示一种情况的电路图，其中，本发明的噪声抑制滤波器设置在电能变换器30诸如逆变器的输入级。该实施例中，采用了3对(三相)噪声抑制滤波器电路100，200，300。
在参照图1至17所述的实施例中，噪声抑制滤波器6采用两个噪声抑制滤波器电路用于单相。然而，如果将噪声抑制滤波器结构成用于三相，则可以通过图4中的步骤4的绝缘层将噪声抑制滤波器电路300安装在噪声抑制滤波器电路72下面。
用上述方法构成的噪声抑制滤波器电路100的引线端称为U1，U2；噪声抑制滤波器电路200的引线端称为V1，V2；噪声抑制滤波器电路300的引线端称为W1，W2。引线端U1，V1，W1连接到输入导体21a，21b，21c，引线端U2，V2，W2连接到电能变换器30。
由此，可以滤除从输入导体21a，21b，21c进入电能变换器30的噪声，并防止电能变换器内部器件产生的开关噪声传导到输入导体21a，21b，21c。
图19表示一个例子，其中，将根据本发明用作电抗器的电容器100、200、300设置在电能变换器30诸如逆变器的输出级。
引线端U1，V1，W1连接到电能变换器30，引线端U2，V2，W2连接到输出导体22a，22b，22c。
由此，可以滤除由电能变换器30内部器件所产生的开关噪声，并防止该开关噪声从电能变换器30传导到输出导体22a，22b，22c。还可以滤除从输出导体22a，22b，22c进入电能变换器30的噪声。
图20表示本发明的噪声抑制滤波器电路100、200设置在电能变换器30诸如逆变器内部的一个例子。
在电能变换器30中，将用以把外部输入的交流转换为直流的整流器31设置在输入侧，将半导体开关器件32设置在输出侧。
引线端U1，V1连接到位于输入侧的整流器31，引线端U2，V2连接到位于输出侧的半导体开关器件32。
由此，可以滤除从输入端R、S、T经整流器31进入半导体开关器件32的噪声，并防止半导体开关器件32产生的开关噪声传导到输入端R、S、T。
如前所述，本发明提供了一种噪声抑制滤波器，它可以安全地滤除诸如电能变换器内的开关噪声，并可获得电能变换器所需的几个安培或更大的电流容量。
再者，将多个噪声抑制滤波器电路容纳于塑料壳体内，其中的间隙用高聚合树脂材料或类似材料填充。这样就更便于制作噪声抑制滤波器。因此，本发明提供小巧和廉价的噪声抑制滤波器，它可以方便地安装在印刷布线板上，并具有优良的绝缘性能和机械可靠性。
然而，应当理解，没有意图将本发明局限于上述特定的形式，相反，本发明包括了对其的各种变换、修改，各种等同的变换均属于所附权利要求书表示的本发明的精神和范围内。

Claims (14)

1.一种噪声抑制滤波器，其特征在于包括：
螺旋形LC组件，其中，将所需的若干矩形电介质片拼接在一起置于两个螺旋形线圈之间，该螺旋形线圈具有矩形截面；
噪声抑制滤波器电路，其中，通过绝缘片层叠所需的若干层螺旋形LC组件，所述螺旋形LC组件的一个螺旋形线圈连接到其内端，形成载送所需电流的主电路，所述螺旋形LC组件的另一螺旋形线圈连接到其内端，形成接地电路，用以载送由高频噪声产生的电流；
层叠的噪声抑制滤波器电路，其中，通过绝缘片层叠所需的若干噪声抑制滤波器电路；以及
滤波电路，采用形成磁路的方式，由磁体包围所述层叠的噪声抑制滤波器电路的中央和外周部分而形成，所述滤波电路用作电抗器和电容器。
2.如权利要求1所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，所述螺旋形线圈通过将金属板压制和冲压成预定厚度而形成。
3.如权利要求1所述的噪声抑制滤波器，其特征在于：
所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，除了厚度以外，所述接地电路的螺旋形线圈具有与所述主电路的螺旋形线圈相同的形状，并通过压制和冲压一薄金属板而制成，该薄金属板具有载送所需电流的截面。
4.如权利要求1所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，所述接地电路的螺旋形线圈由一印刷电路板制成，该印刷电路板通过以与所述主电路的螺旋形线圈相同的平面图形蚀刻一铜箔而制成。
5.如权利要求1所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，所述主电路的螺旋形线圈通过将一金属板压制和冲压成预定的厚度而制成，所述主电路的螺旋形线圈通过将具有与所述主电路的螺旋形线圈相同的平面图形的导电糊材料涂覆在绝缘片上而制成，所述接地电路用作谐振控制电阻。
6.如权利要求1至5任一所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过导电黏合材料拼接在一起。
7.如权利要求1至5任一所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过焊接材料拼接在一起。
8.如权利要求1至5任一所述的噪声抑制滤波器，其特征在于，导电糊材料涂覆在所述矩形电介质片的表面上，它们预先与所述螺旋形线圈拼接，所述电介质片和所述螺旋形线圈通过树脂材料拼接在一起。
9.一种噪声抑制滤波器单元，其特征在于，在一个塑料壳体内包含了如权利要求1至8任一所述的噪声抑制滤波器，该塑料壳体由树脂材料密封。
10.如权利要求9所述的噪声抑制滤波器单元，其特征在于，所述树脂材料由按预定百分比的无机填料填充的高聚合树脂材料制成。
11.一种噪声抑制滤波器单元，其特征在于，在一个塑料壳体内包含了如权利要求1至8任一所述的噪声抑制滤波器；用硅凝胶体密封所述塑料壳体内的其余区域；并用按预定百分比的无机填料填充的高聚合树脂材料密封位于侧面设置输入/输出端的区域。
12.如权利要求9所述的噪声抑制滤波器单元，其特征在于，所述树脂材料由硅凝胶体组成，一个盖体置于设置输入/输出端的区域内，以固定该端口。
13.一种电能变换器，其特征在于，如权利要求1至8任一所述的噪声抑制滤波器或如权利要求9至12任一所述的噪声抑制滤波器单元连接到具有开关器件的所述电能变换器的输入级和/或输出级，由此形成共模扼流圈，以滤除因所述开关器件的开关动作而产生的开关噪声。
14.一种电能变换器，其特征在于，如权利要求1至8任一所述的噪声抑制滤波器或如权利要求9至12任一所述的噪声抑制滤波器单元连接到具有开关器件的所述电能变换器内的电路，由此形成共模扼流圈，以滤除因所述开关器件的开关动作而产生的开关噪声。
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